[发明专利]一种车用汽油抗爆剂混合物

说明书

技术领域

本发明一种车用汽油抗爆剂混合物，属汽油抗爆剂领域。

背景技术

1.关于汽油发动机的“爆震”与辛烷值

车用汽油品级的重要指标是汽油的辛烷值。当汽油辛烷值低下时，将导致发动机内油气混合气燃烧不同步，即造成在发动机燃烧过程中发生两次或多次不同步爆发燃烧的异常燃烧，在汽缸内部因剧烈的气体震动发出碰撞敲击(Knock)声响，即发生汽油发动机的“爆震燃烧”现象，简称爆震，业内俗称“敲缸”或“气门响”。显然，爆震是不良油品的一种不正常燃烧现象，它不仅降低发动机的性能，而且会对发动机机件造成损坏和早期失效。

研究发现，通过向汽油中添加某种有机物质，提升汽油的辛烷值，可以减少或消除汽油发动机的爆震现象。研究表明，一种化学名称为异辛烷(Iso-Octane)，即含八个碳原子的烷烃的同分异构体的物质抗爆震效果最好，而一种化学名称为正庚烷(Normal Heptane)，即含七个碳的正烷烃的物质抗爆震效果最差。于是将异辛烷的辛烷值定为100，而将正庚烷的辛烷值定为零。美国材料试验学会(ASTM)制定了一套测试汽油防爆震的规范：如果一种汽油爆震程度与燃烧纯异辛烷的程度相同，则该油品的辛烷值就是100；如果一种汽油爆震程度与燃烧80％的异辛烷与20％的正庚烷的混合物的程度相同，该油品的辛烷值就是80，以此类推。同时ASTM规范了两种测试辛烷值的方法，即研究法(Research Octane Number)，以RON为单位表征；马达法(MotorOctane Number)，以MON为单位表征。

2、提高汽油辛烷值的途径

要将低品质、低辛烷值的低标号汽油，生产成为高品质的车用无铅汽油，首先要解决的问题是提高油品的辛烷值。其主要途径有三：

①工艺法：即提高炼油工艺技术，如催化裂化、催化重整、烷基化、异构化等；

②调合法：即调入高辛烷值组分，如甲基叔丁基醚(MTBE)、醇类等。

上述工艺法和调合法虽是提高辛烷值的主要手段，但存在投资大、资源有限，以及改变汽油的馏程等问题，如单纯采用工艺法和调合法达到目标，其代价较高，困难也较多。

③添加济法：即添加汽油抗爆剂。

实践证明，添加抗爆剂是提高汽油品抗爆性能经济并有效的方法。世界各国生产的汽油中，有特殊要求者除外，都采用加入一定数量的抗爆剂，作为提高汽油辛烷值的一种补充手段。

但是，截止目前，尚未见有通过加入某种抗爆剂，将辛烷值为50-60(MON)的低标号油品提升到辛烷值为90的车用无铅汽油的先例，见诸报道，包括进口产品最多也就只能提高10-20个单位(RON)辛烷值。

3.关于抗爆剂的应用现状

已知有效的汽油抗爆剂主要有烷基铅、甲基环戊二烯三羰基锰(MMT)、甲基叔丁基醚(MTBE)、甲基叔戊基醚、叔丁醇、甲醇、乙醇等有机物。

四乙基铅，早在1921年就开始用于车用汽油中，直至1959年，四甲基铅、四乙基铅及其化学混合物和物理混合物一直作为重要抗爆剂在一些地区和国家广泛应用。烷基铅抗爆剂具有工艺简单、成本低廉、效果突出的优势，所以一直是效率很高的辛烷值改进剂。但是随着汽车废气排放控制及保护环境的需要，国际上已经限制向汽油内加烷基铅，因此烷基铅不得不退出此领域。

甲基叔丁基醚(MTBE)作为汽油添加剂已经在全世界范围内普遍使用。它不仅能有效提高汽油辛烷值，而且还能改善汽车性能，降低排气中CO含量，MTBE应用至今，需求量、消费量一直处于高增长状态，其生产技术也日趋成熟。但是，甲基叔丁基醚(MTBE)作为含氧化合物，可导致尾气污染物中氮氧化物的排放增加，由于甲基叔丁基醚(MTBE)的使用，在美国加州造成地下水污染，美国部分地区已禁止在汽油中使用甲基叔丁基醚(MTBE)。除了甲基叔丁基醚(MTBE)的污染问题已引起各国的警觉外，甲基叔丁基醚(MTBE)在汽油中的添加数量也比较大，成本高，经济性差。因此很多用户逐渐开始寻找其它种类的汽油抗爆剂。

甲基环戊二烯基三羰基锰(MMT)作为汽油抗爆剂加入汽油中得到广泛应用。

甲基环戊二烯基三羰基锰(methylcyclopentadienyl manganesetricarbonyl)化学式为C₉H₇O₃M_n，简称MMT。它是一种有机金属液态化合物，锰含量24.4％(质量)；熔点较低，常温下为液体；比重1.38，不易结晶；沸点较高，安全性好；不溶于水；与油品的化学兼容性好。这些性质基本能满足抗爆剂的主要品质要求。